影响优质熟料生产的因素

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1、影响优质熟料生产的因素影响优质熟料生产的因素 云南昆钢嘉华水泥建材有限公司 赵志强 目录：目录： 硅酸盐水泥熟料的质量控制硅酸盐水泥熟料的质量控制 影响熟料质量的诸多因素影响熟料质量的诸多因素 1 1、烧成带位置对熟料质量的影响、烧成带位置对熟料质量的影响 2 2、烧成带长度的影响、烧成带长度的影响 3 3、火焰形状的影响、火焰形状的影响 4 4、煅烧温度的影响、煅烧温度的影响 5 5、窑速的影响、窑速的影响 6 6、窑气氛的影响窑气氛的影响 7 7、燃煤的影响、燃煤的影响 液相性质对熟料质量的影响液相性质对熟料质量的影响 1 1、液相量、液相量 2 2、液相反应、液相反应 3 3、液相粘度、

2、液相粘度 4 4、液相表面张力、液相表面张力 5 5、CaOCaO溶解于液相的速度溶解于液相的速度 6 6、熟料冷却、熟料冷却液相固化液相固化 硅酸盐水泥熟料的质量控制硅酸盐水泥熟料的质量控制 提高熟料质量是确保水泥质量的基础，熟料质量的优劣与均匀程度，直接决定水 泥质量的好坏与可靠程度。 因此，熟料的质量控制是水泥生产质量管理环节中极为重要的一环。水泥熟 料的质量控制在不同生产工艺、煅烧设备条件下也不一样。回转窑生产，除常规化学 全分析、物理检验和控制游离氧化钙外，一般还要控制烧成带的温度、窑尾废气温度 及各点负压，同时还要控制熟料的堆积密度，有的厂还进行岩相结构的检验和控制， 控制项目的多

3、少，应视生产工艺条件具体确定。 硅酸盐水泥熟料的质量控制硅酸盐水泥熟料的质量控制 一般熟料质量控制的物理性能项目 熟料的化学成分 （KH、SM、IM） 烧失量 f-CaO MgO 安定性 强度 影响熟料质量的诸多因素 1烧成带位置对熟料质量的影响烧成带位置对熟料质量的影响 影响熟料质量的诸多因素 1烧成带位置对熟料质量的影响烧成带位置对熟料质量的影响 熟料煅烧需要经过预热带、分解带、过渡带、烧成带、冷却带等五个带，在熟料煅 烧过程中，每个带都有自已的独特作用和工作时段（见上图）。其中烧成带是回转窑熟 料煅烧最重要的工作带，温度从1280开始出现液相、吸收f-CaO、大量形成C3S、直到1 45

4、0，承担并完成熟料主要矿物的最后烧成过程。各企业烧成带长短不一，熟料内外颜 色不一、硬度不一、糠心、易粉化、强度低等均与此有关。 其原因在于： 一是烧成带偏离正确位置，位居窑中，挤占了过渡带的地段，过渡带因而 过短，C2S的生成量不足，影响C3S的生成数量； 二是物料在物理化学反应的初级阶段，因过渡带偏短，预热不足、温度尚低， 贸然进入烧成带，影响C3S的生成数量、质量和速度； 三是冷却带因此偏长，熟料出窑路径长、时间长，熟料以冷料出窑，淬冷 效果不好，强度下降； 四是由于冷料入篦冷机，致使窑头罩风温低。冷风入窑，二次风温低 ，窑内温度提不上来，液相不活跃，C3S生成数量减少，熟料烧不透、黄心

5、，窑前区 温度下降，冷却带过长，又再次影响熟料出窑的温度和质量； 五是三次风温下降，有的企业甚至长期低至700800之间，影响分解炉的 工作效果和余热发电量，同时造成热耗和燃煤的浪费。 影响熟料质量的诸多因素 1烧成带位置对熟料质量的影响烧成带位置对熟料质量的影响 烧成带前移应是煅烧工作的重心和核心，务必要认真仔细研究、落实、做好；其 中煤粉质量、三次风阀的开度、一次风压、风速，窑内风速的影响较为突出，并决定 烧成带的位置。 影响熟料质量的诸多因素 烧成带长度的影响烧成带长度的影响 C3S形成不仅需要煅烧温度，更需要一定的煅烧时间 ，即高温时段，一般需12min 15min。延长熟料在烧成带的

6、停留时间，即延长熟料在窑内的煅烧时间 ，可使熟料 矿物晶体的发育更加完全，强度提高，质量稳定。熟料煅烧时间 与烧成带长度成正比 ，与窑转速、窑内径、窑斜度成反比；窑内风速、煤粉质量（热值、细度）、入窑物 料分解率、火焰形状等因素，同样影响物料在窑内各带的停留时间及熟料结粒的大小； 如原料不易煅烧，入窑物料分解率低，物料在过渡带需要的时间就长，而在烧成带停 留的时间就短，并易生成大晶格的C2S。此类C2S与f-CaO很难结合，也难结粒。 对于熟料“双高”（高K H、高SM）配料的厂家，煅烧温度应稍高一些，烧成带长 度也应稍长一些，即“高温长带”煅烧，有利于熟料烧结和熟料质量的提高，烧成带长 度一

7、般控制在4.5D5.5D（窑内直径）为好。 例如：1、4.0*58m；2、4.8*72m。 1：4.5*4.0=18；5.5*4.0=22。 2：4.5*4.8=21.6；5.5*4.8=26.4。 2 影响熟料质量的诸多因素 火焰形状的影响火焰形状的影响 火焰所在位置即是烧成带位置，火焰长度即是烧成带长度，因此火焰形状和长度 影响熟料C3S矿物晶粒发育的大小与活性。在烧高强优质熟料时，火焰长度应适中，即 不拉长火焰使烧成带温度降低，也不缩短火焰长度，使高温过分集中。火焰形状、粗 细应与窑断面面积相适应，使火焰充满、近料而不触料，保持断面为正柳叶状（或柱 状）。调整燃烧器火焰长度，即调整烧成带

8、长度，也即调整熟料在烧成带的煅烧时间 。 3 影响熟料质量的诸多因素 煅烧温度的影响煅烧温度的影响 温度提高会使质点动能增加，可加快质点的扩散速度、化学反应速度、固相反应 速度，提高熟料煅烧效果和质量。煅烧温度依然是指烧成带的温度，当烧成带温度区 间从1 300达到1 450时，火焰要稳定、要有一定长度，不应出现明显的峰值，避 免包壳熟料的出现。一般包壳熟料结粒正常，粒径在 20mm30mm，但熟料破开后会 发现，外部裹有一层致密坚硬的外壳，内部颜色虽与外部一致，但密实度较外部差。 这类熟料多因窑内温度场分布不均，局部温度较高，在烧成温度场停留时间较 短，是 明显的短焰急烧熟料。这类熟料f-C

9、aO虽然较低，但28d强度不高，立升重低，长时间 存放容易出现粉化现象。 温度在1 3001 4501 300时，可确保熟料的烧结和质量；采用双高配料 （高KH、高SM）生产高强熟料，生料易烧性变差，熟料煅烧温度应适度控制在1300 1 5001 300左右较为有利。但温度过高，会增加废气温度和热耗，易造成 结皮与堵塞等。 4 影响熟料质量的诸多因素 窑速的影响窑速的影响 影响煅烧时间 的因素有烧成带的长度和回转窑的转数。降低转速、也即延长烧成 时间，当熟料质量较好时，窑速可适当提高。提高窑速，可加大灼烧生料的翻滚频次 ，促进熟料矿物的形成和烧结，提高产量；但在熟料质量较差时，应适当放低窑速，

10、 延长熟料煅烧时间 ，确保熟料质量。 5 影响熟料质量的诸多因素 窑气氛的影响窑气氛的影响 煤粉燃烧过剩空气系数应控制在1.101.15左右，废气氧含量应以2%以下为好， 即保持微氧化气氛；若二次风不足，过剩空气系数过低，易产生还原气氛，产生CO气 体。熟料中的Fe2O 3会被CO还原成FeO ， 影响熟料液相成分和粘度，影响熟料烧结， 易产生大量黄心熟料，从而影响熟料质量。二次风温对煅烧质量有着重要影响，如窑 内出现还原气氛，应减小窑头风机排风量、适当增大窑尾高温风机的风量等，即提高 二次风温、增加风量；同时，还应注意窑内风速的稳定，控制煤粉细度，使火焰集中 ，避免硫酸盐在还原气氛下分解，造

11、成窑后部结长厚窑皮等，以减缓MgO含量较高的 生料在高温下出现结圈、结蛋等。 6 影响熟料质量的诸多因素 燃煤的影响燃煤的影响 回转窑煅烧煤粉燃烧后的灰分会全部沉降在烧成带熟料颗粒表面，造成熟料颗粒 表面的富硅化，从而使熟料表层矿物C3S含量下降，C2S含量上升，熟料质量下降。为 消除窑灰对熟料质量的不利影响，要正确分煤：一是增加分解炉用煤量，降低窑头喷煤 量，不应为提高窑温、随意加大窑头喷煤量；二是调整喂煤质量：分解炉使用低热值 煤，窑头喂灰分低的优质煤（可降低煤灰沉降、加快煤粉爆燃速度，使烧成带前移）； 全部使用热值高、灰分低的优质煤应是首要选项。 7 液相性质对熟料质量的影响 液相主要由

12、Fe2O3、Al2O3、CaO等组成（包括其他次要组分MgO、K2O、Na2O等 ），熟料矿物形成是在液相出现以后进行的。液相在熟料煅烧过程中发挥三个重要作 用：一是在中温状态下把分散的粉料粘合、团聚起来，起到团粒的作用；二是在过渡带 吸附游离的SiO2和CaO生成C2S；三是在烧成带、高温状态下，C2S逐渐溶解于液相与f- CaO发生固相反应、生成C3S。随着温度的升高和时间的延长，C3S晶核不断形成，小 晶体逐渐长大，最终形成阿利特晶体。 液相性质对熟料质量的影响 1液相量液相量 液相量与组分性质、组分含量、熟料烧结温度有关。煅烧温度对液相量有很大影 响，当温度达到1300左右时，在过渡带

13、生成的C3A和C4AF于烧成带熔成液相，所以 称C3A与C4AF为熔剂性矿物。熟料中Al2O3、Fe2O3的增加将促使C3A、C4AF的增加、液 相量的增加；熟料中MgO、R2O等成分也能增加液相量。 一般硅酸盐水泥熟料成分中生成的液相量可近似用下式进行计算。 当烧成温度为1400时： L%=2.95A+2.2F+M+R 当烧成温度为1450时： L%=3.OA+2.25F+M+R 式中：L液相含量，%； A熟料中Al2O3含量，%； F熟料中Fe2O3含量，%； M熟料中MgO 含量，%；（注：当MgO含量大于2.0%时，计算公式内M*1.5倍系数） R 熟料中R2O 含量，%。 从上述公式

14、可知影响液相量的主要成分是Al2O3、Fe2O3、MgO和R2O，后两者在含 量较多时为有害成分。增加Al2O3和Fe2O3的含量可增加液相量，有利于C3S的生成。 液相性质对熟料质量的影响 1液相量液相量 液相出现温度，即系统最低共融温度与组分的成分与性质有关。在CaO-SiO2- Al2O3-Fe2O3四元系统中，最低共融温度1338，由于生料中含有MgO、K2O、Na2O等 杂质组 分，最低共融温度降为1250；1260液相开始出现，13001450开始形 成C3S，1450 以上C3S生成迅速，该温度称为熟料的煅烧温度。随着温度上升，液相 量逐渐增加，粘度降低，有利于C3S矿物的形成，

15、熟料质量较好。但过高的液相量会给 煅烧操作带来困难，如结大块、结圈、烧流、损坏设备等。 一般熟料在煅烧阶段液相量应为20 %30%。因各企业系统工况和设备差异，液 相量应根据本企业实际 情况进行控制。在系统工况正常的情况下，液相量可偏中上限 ，控制在24%26%，有利于C3S的形成（要注意液相粘化率的不同）。 液相性质对熟料质量的影响 液相反应液相反应 物料加热到最低共熔温度时，物料中出现液相，C2S和CaO开始溶于液相，C2S吸 收fCaO形成C3S。组分数愈多，最低共熔温度愈低。 熟料烧结包含三个过程：C2S和CaO逐步溶解于液相中并扩散；C3S晶核形成；C3S 晶核发育、长大，完成熟料的烧结过 程。随着温度的升高和时间的延长，液相量增加 ，液相粘度降低，CaO和C2S不断溶解、扩散，C3S晶核不断形成，并逐渐发育、长大 ，最终形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、 密实化，物料逐渐由疏松状态转变为 色泽灰黑、结构致密的熟料。这个过程称为熟料 的烧结过 程，也称石灰吸收过程。 任何反应过程都需要有一定的时间，C3S的形成也不例外。它的形成不仅需要有一 定的温度，而且还